DD215244A5 - PROCESS FOR THE DRY REMOVAL OF SULFUR DIOXIDE AND OTHER CONTAMINANTS FROM FLUE GASES - Google Patents
PROCESS FOR THE DRY REMOVAL OF SULFUR DIOXIDE AND OTHER CONTAMINANTS FROM FLUE GASES Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen. Dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wird ein feinkoerniges Absorptionsmittel beigegeben, welches mit dem Schadstoff reagiert. Danach werden feinkoernige Feststoffe aus den Rauchgasen mit Hilfe eines Feststoffabscheiders abgeschieden. Die abgeschiedenen Feststoffe werden, gegebenenfalls nach chemischer oder mechanischer Aufbereitung, ganz oder teilweise dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben und wirken ihrerseits als Absorptionsmittel.Process for the dry removal of sulfur dioxide and other pollutants from the flue gases of boiler furnaces. The fuel and / or the flue gases a feinkoerniges absorbent is added, which reacts with the pollutant. Thereafter, fine-grained solids are separated from the flue gases by means of a solids separator. The separated solids are, if appropriate after chemical or mechanical treatment, completely or partially added back to the fuel and / or the flue gases and in turn act as an absorbent.
Description
Berlin,.'-den 20.12*1983Berlin, December 20, 1983
AP B 01 D/254 192/0 62 885/11AP B 01 D / 254 192/0 62 885/11
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen* insbesondereThe invention relates generically to a method for the dry removal of sulfur dioxide and other pollutants from the flue gases of boiler furnaces * in particular
ν ' ' · .ν '' ·.
von Kraftwerkskesselfeuerungen,of power station boilers,
wobei dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen ein fein« körniges Absorptionsmittel beigegeben wird, welches mit , den Schadstoffen reagiert,wherein the fuel and / or the flue gases a fine granular absorbent is added, which reacts with the pollutants,
und wobei danach feinkörnige Feststoffe aus den Rauchgasen mit Hilfe eines Feststoffabscheiders abgeschieden werden*and after which fine-grained solids are separated from the flue gases by means of a solids separator *
Charakteristik der bekannten .technischen^^ösun^enCharacteristics of the well-known .technis chen ^ solve
Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefel« dioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kraftwerkskesselfeuerungen bestehen hauptsächlich aus einer fein»» körnigeri* anorganischen Erdalkaliverbindung, insbesondere einer Calcium« und/oder einer Magnesium»Verbindung, Vorzugs« weise in Form von Oxiden, Hydroxiden oder Carbonaten« Absorptionsmittel meint im Rahmen der Erfindung insbesondere Calciumcarbonate Das Absorptionsmittel kann mit einem Zusatz versehen und dadurch bezüglich seiner Reaktivität, anders aus-> gedrückt in bezug auf den Wirkungsgrad der Abscheidung, verbessert sein* Brennstoff meint alle fossilen Brennstoffe, insbesondere Kohle und auch Braunkohle (DE«PS 28 07 076)*Absorbers for the dry removal of sulfur dioxide and other pollutants from the flue gases of power plant boilers consist mainly of a fine granular inorganic alkaline earth compound, in particular a calcium and / or a magnesium compound, preferably in the form of oxides, hydroxides or carbonates "Absorbent means in the context of the invention, in particular calcium carbonates. The absorbent can be provided with an additive and thereby improved in terms of its reactivity,> pressed in terms of the efficiency of deposition * fuel means all fossil fuels, especially coal and also Brown coal (DE «PS 28 07 076) *
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< AP B Ol D/254 192/0<AP B Ol D / 254 192/0
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Bei den (aus der Praxis) bekannten Verfahren werden die ab«- geschiedenen Feststoffe verworfen, z» B« deponiert, oder auch einer weiteren^ fremden Verwendung im Rahmen der Baustoff*!» Industrie zugeführt» Der Verbrauch der Absorptionsmittel ist beachtlich» Qer Wirkungsgrad der Schadstoffentfernung ist nichtsdestoweniger verbesserungsbedürftig* Rein chemisch und stöchioraetrisen könnten die Absorptionsmittel beachtlich mehr Schadstoffe aus Rauchgasen entfernen als es tatsächlich ge·» schieht*In processes known (from practice), the separated solids are discarded, deposited, for example, or else used for other purposes in the building materials industry. The consumption of the absorption media is considerable Non-pollutant removal is nonetheless in need of improvement * Purely chemically and stoichiometrically, the absorbents could remove considerably more pollutants from flue gases than actually happens *
Allgemein ist zur Technologie der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kessel« feuerungen und insbesondere Kraftwerkskesselfeuerungen sowie zum Verständnis der Erfindung folgendes zu bemerken: Es ist eine Reihe von Verfahren bekannt'«.* die eine Reinigung der Rauchgase von fossilbeheizten Kraftwerkskesselanlägen durchfuhren. Die zur Anwendung kommenden Absorptionsmittel bestehen im wesentlichen aus Erdalkali« oder Alkaliverbindungen, die eine Reaktion mit den Schadstoffen der Rauchgase ein~ gehen· Bei diesen Verfahren unterscheidet man zwischen NaS« und Trockenverfahren« Bei den Naßverfahrsn leitet man das zu behandelnde Gas durch eine Flüssigkeit, die das Absorptions« mittel in Lösung oder in Suspension enthält» Die Trockenverfahren leiten das Absorptionsmittel fein verteilt in das Rauchgas oder geben das Absorptionsmittel dem Brennstoff«'beispielsweise der Kohle zu, so daß die Absorption der Schade stoffe während deren Freisetzung durch die Verbrennung abläuft Die Naßverfahren haben den Vorteil des guten Wirkungsgrades» Nachteilig sind jedoch die hohen Investitionskosten,, die War·» tungsintensität der Anlagen und die Abkühlung der Rauchgase*In general, the technology of removing sulfur dioxide and other pollutants from the flue gases of boiler fires and, in particular, power plant boiler firing and understanding of the invention should be understood as follows: A number of processes are known , The absorbents used consist essentially of alkaline earth or alkali compounds which react with the pollutants of the flue gases. In these processes a distinction is made between NaS and dry processes. In the wet processes, the gas to be treated is passed through a liquid. containing the absorption medium in solution or in suspension. "The dry processes pass the absorbent finely divided into the flue gas or add the absorbent to the fuel, for example to the coal, so that the absorption of the pesticides during their release by the combustion takes place Wet processes have the advantage of good efficiency »Disadvantages, however, are the high investment costs, the equipment's maintenance intensity and the cooling of the flue gases *
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die im Rahmen der geltenden gesetzlichen Bestimmungen häufig eine Wiederaufheizung der Reingase erforderlich machen^ Grundsätzlich sind deshalb trockene Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen zu be-Vorzügen» Die Trockenverfahren haben aber den Nachteil des geringen Wirkungsgrades, Infolge der kurzen Verweilzeiten des Absorptionsmittels während der Verbrennung oder bei einem Kontakt mit den Rauchgasen bleibt die Ausnutzung der Absorp** tionsmittel sehr gering« Hierdurch entstehen einerseits er·» hebliche Kosten durch die notwendigerweis© großen Mengen an Absorptionsmittel j andererseits ist vor allem bei der Zugabe des Absorptionsmittels zum Brennstoff die maximal erreich*» bare Emissionsminderung begrenzt, da die Feuerung durch die Zugabe des Absorptionsmittels zum Brennstoff nicht betriebsbeeinträchtigend belastet werden darf* Zur Verbesserung des 'Wirkungsgrades der trockenen Absorption hat man bisher keine befriedigende Lösung gefunden. Zwar ist vorgeschlagen worden, dem Absorptionsmittel einen Zusatz beizugeben, der die Re« aktivität verbessert» nichtsdestoweniger gelten die eingangs beschriebenen Nachteile,which often require reheating of the clean gases within the framework of the applicable statutory provisions. Therefore, dry processes for the removal of sulfur dioxide and other pollutants from flue gases are generally to be preferred. However, the dry processes have the disadvantage of low efficiency as a result of the short residence times of the absorbent During combustion or in contact with the flue gases, the utilization of the absorbers remains very low. This results in considerable costs due to the necessarily large quantities of absorbent. On the other hand, especially when adding the absorbent to the fuel maximum achievable emission reduction is limited, since the addition of the absorption medium to the fuel means that the combustion plant must not be affected by the operation * No satisfactory solution has been found to improve the efficiency of dry absorption g found. Although it has been proposed to add an additive to the absorbent which improves the re-activity, nevertheless the disadvantages described at the outset apply,
Ziel der Erfindung Object of the invention
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen von Kraftwerkskesselfeiierungen, das es ermöglicht, den Verbrauch an Adsorptionsmitteln zu re^ duzieren und den Wirkungsgrad der .Schadstoffentfernung, aber auch die Schadstoffentfernung selbst, zu verbessern»The object of the invention is to provide an improved process for the removal of sulfur dioxide and other pollutants from flue gases of power plant boiler firings, which makes it possible to reduce the consumption of adsorbents and to improve the efficiency of pollutant removal, but also the pollutant removal itself.
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Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde* die abgeschiedenen Feststoffe als Absorptionsmittel zu.The invention is based on the object * the separated solids as an absorbent.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Epfinduhgg daß die schiedenen Feststoffe ganz oder teilweise dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben werden» Beispiels·» weise können die abgeschiedenen Feststoffe dem feinkörnigen Absorptionsmittel beigemischt werden« Sie können aber auch (ohne Beimischung Von gleichsam jungfräulichem Absorptions« mittel) als Absorptionsmittel dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen beigegeben werden» Zuführung zu den Rauchgasen umfaßt auch einführung in die Brennkammer«To solve this problem, Epfinduhgg teaches that all or part of the various solids are reintroduced into the fuel and / or flue gases. "For example, the separated solids may be added to the fine-grained absorbent." But they may also be added (without the addition of virgin absorption) "Medium) are added as an absorbent to the fuel and / or the flue gases." Feed to the flue gases also includes introduction into the combustion chamber. "
Die abgeschiedenen Feststoffe bestehen hauptsächlich aus den Stoffen» die durch die Reaktion des AbQorptionsmittels mit den Schadstoffen entstanden sind, restlichem, unverbrauchtem Absorptionsmittel und Flugasche* *- Die ErfindungThe separated solids consist mainly of the substances produced by the reaction of the adsorbent with the pollutants, residual, unused absorbent and fly ash * * - The invention
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geht von der überraschenden Tatsache aus, daß die abgeschiedenen Feststoffe ihrerseits als Absorptionsmittel Wirksam sind, und zwar trotz ihres Anteils an Flugasche· Sie könnten, im Gegensatz zu den eingangs genannten jungfräulichen oder primären Absorptionsmitteln als sekundäre Absorptionsmittel bezeichnet werden. Auch der Flugaseheanteil wirkt absorbierend auf die Schadstoffe. Das gilt insbesondere dann, wenn nach bevorzugter ÄusfÜhrungsform der Erfindung die abgeschiedenen Feststoffe mit Wasser und/oder Wasserdampf aufbereitet und danach dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben werden. Bas gilt aber insbesondere auch dann, wenn die abgeschiedenen Feststoffe durch einen MahlVorgang aufbereitet und danach dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben werden. Im allgemeinen wird man im Rahmen der Erfindung die, abgeschiedenen Feststoffe zumindest einmal dem Absorptions'» mittel beigeben oder als Absorptionsmittel einsetzen. Man kann aber auch einen Teil der abgeschiedenen Feststoffe, gegebenenfalls auch nach der beschriebenen Aufbereitung, kontinuierlich im Kreislauf führen und den lest durch jungfräuliches Absorptionsmittel ersetzen. In der ÄusfÜhrungsform, bei der die Absorptionsmittel in die Rauchgase eingebracht werden, lehrt die Erfindung, daß auch die abgeschiedenen Feststoffe, gegebenenfalls zusammen mit jungfräulichem Absorptionsmittel, bei einer Temperatur von 100 bis· 1100' 0O, vorzugsweise von 100 bis 700 0C, in die Rauchgase eingeführt werden, im Rahmen der Erfindung arbeitet man insbesondere dann vorteilhaft, wenn als jung-is based on the surprising fact that the separated solids are in turn effective as an absorbent, despite their share of fly ash. They could be termed secondary absorbents, unlike the virgin or primary absorbents mentioned above. The fly ash content also has an absorbent effect on the pollutants. This is especially true when, according to a preferred embodiment of the invention, the separated solids are treated with water and / or steam and then added back to the fuel and / or the flue gases. However, Bas also applies in particular if the separated solids are processed by a grinding process and then added back to the fuel and / or the flue gases. In general, in the context of the invention, the separated solids will at least once be added to the absorption medium or used as absorbent. But you can also carry a part of the separated solids, possibly also after the treatment described, continuously in circulation and replace the lest by virgin absorbent. In the embodiment in which the absorbents are introduced into the flue gases, the invention teaches that also the separated solids, optionally together with virgin absorbent, at a temperature of 100 to · 1100 ' 0 O, preferably from 100 to 700 0 C, introduced into the flue gases, in the context of the invention it is particularly advantageous if, as a young
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frauliches Absorptioneiaittel Erialkal.!carbonate oder Hydroxide eingesetzt und dem Br®m.st©ff imd/©<t@r den Rauch» gasen beigegeben werden. In der 'Feuerung feswe in den Rauchgasen entstehen aus den Carbonaten und. Hydroxid^ "Oxide· Die Reaktionsfähigkeit der Oxide' ist- geringer- als- ti^ -der· Carbonate und noch geringer'als ti®, de» .Hydroxide,· Werdern 'die abgeschiedenem Feststoffe ia der -angegebenen -leise . pit Wasser und/oder Wasserdampf aufbereitete'so'werden . die Brdalkalioxide durch eine -einfache Reaktion in die wirksameren Erdalkalihydroxide üb®rfHiirt« Pie Behandlung der abgeschiedenen Feststoffe sait Wässer oder'Wae'serdampf ist zwar' auch vorteilhaft,, weil durch' des exothermen Torgang der Hydroxidbildung eine Semperaturerh@hung eintritt» die ihrerseits wiederum' die Reaktivität.der-abgeschiedenen Feststoffe als AbsorptioBsmittel steigert«.öleichseitig geht weniger Wärme durch die Zumisohmig der Feststoffe.-..zu'.' den Rauchgasen verloren, wenn daa :AbeorptloneBii.ttel den Rauchgasen zugegeben wird« Um die abgesehiedenen Feststoffe mit Wasser oder Wasserdampf aufzubereiten» genügt es im allgemeinen, sie mit diesen Substanzen,'zn fee sprühen*· Aber auch wenn jiie Aufbereitung ©ia.® mechanische Aufbereitung im Sinne einer Mahluag ist9 erhält a«aa. eine we·= sentliche Verbesserung der Reaktivität der." rückge.führten' Feststoffe als Absorptionsmittele Mahlung meint Behandlung in Desintegratoren, Schlagerradmthlen und dgl« Bei der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen reagieren die Partikel d@g Absorptions«^Women's absorption agents Erialkal.! carbonate or hydroxides are used and added to the Br®m.st © ff / r <t @ r the flue gases. In the firing feswe in the flue gases arise from the carbonates and. Hydroxides The reactivity of the oxides is less than or equal to the carbonates, and even less than Ti, the hydroxides. The precipitated solids are usually as small as indicated The treatment of the alkaline earth metal oxides by a simple reaction into the more effective alkaline earth metal hydroxides may also be advantageous because of the exothermic action of the gaseous effluents or water vapor The formation of hydroxide, for example, causes a rise in temperature, which in turn 'increases the reactivity of the precipitated solids as an absorptive agent.'"On the same side, less heat is lost due to the increased amount of solids. the flue gases are lost when added to the flue gases. "In order to treat the precipitated solids with water or steam, it is generally sufficient to spray them with these substances ." But even if they are treated mechanical treatment in the sense of a refining 9 is aa. a significant improvement in the reactivity of the. rückge.führten 'solids as absorbents e grinding treatment means in disintegrators, Schlagerradmthl en and the like "At the removal of sulfur dioxide and other pollutants from the flue gases, the particles d @ g absorption« ^ react
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mittels vorrangig an der Oberfläche unter Bildung von Sulfaten· Diese oberflächliche Umwandlung kann eine Protektion des Inneren des Absorptionsmittel verursachen. Bei einer Aufbereitung durch Mahlung werden diese Oberflächenschichten entfernt und die Körner des Peststoffee werden für die Absorption aktiviert· Der Ausdruck Aufbereitung durch Mahlung umfaßt In diesem Sinne auch einen Mahlvorgang Korn an Korn, wie er beispielsweise in Rüttelanlagen eintritt. Insbesondere liegt es im lahmen der Erfindung, die durch Mahlung aufzubereitenden Feststoffe dem Brennstoff Kohle vor einer Kohlenmahlanlage beizumischen, wobei bei der Mahlung einerseits eine Mahlung des Brennstoffes und gleichzeitig eine Aufbereitung der Feststoffe zum Zwecke der Erhöhung ihrer Aktivität als Absorptionsmittel und außerdem die erforderliche Durchmischung erreicht werden« Es versteht sich, daß eine besonders weitreichende Verbesserung der Aktivität der als Absorptionsmittel eingesetzten Feststoffe erreicht wird, wenn einerseits die beschriebene chemische Aufbereitung mit Wasser und/oder lasserdampf und andererseits eine mechanische Aufbereitung durch einen MahlVorgang kombiniert werden·Primarily on the surface to form sulphates · This superficial conversion can cause protection of the interior of the absorbent. When treated by grinding, these surface layers are removed and the grains of the Peststaff are activated for absorption. The term processing by grinding also includes, in this sense, a grinding process of grain, as occurs, for example, in vibrators. In particular, it is within the scope of the invention to admix the coal to be processed by grinding the fuel coal before a Kohlenmahlanlage, wherein the grinding on the one hand grinding the fuel and at the same time a treatment of solids for the purpose of increasing their activity as an absorbent and also achieved the required mixing It is understood that a particularly far-reaching improvement in the activity of the solids used as absorbent is achieved if, on the one hand, the described chemical treatment with water and / or steam and on the other hand a mechanical treatment by a grinding process are combined.
Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Verbrauch an Absorptionsmittel beachtlich reduziert ist· Gleichzeitig wird der Wirkungsgrad der Schadstoffentfernung verbessert· Es versteht sich, daß im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen nichtThe advantages achieved are summarized in the fact that in the inventive method, the consumption of absorbent is considerably reduced · At the same time the efficiency of pollutant removal is improved · It is understood that in the context of a method of the invention from the flue gases of boiler firing not
412«1983 , AP B 01 D/254 192/0 62 885/11 4 12 «1983, AP B 01 D / 254 192/0 62 885/11
nur Schwefeldioxid» sondern auch andere Stoffe entfernt werden, wie beispielsweise Fluor und Chlor und deren Verbindungen* Auch insoweit wirken sich die erfindungsgemäßen MaB?- nahmeri vorteilhaft aus«only sulfur dioxide »but also other substances, such as fluorine and chlorine and their compounds * Also in this respect, the measures according to the invention have an advantageous effect"
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Die Erfindung ist im folgenden anhand von drei Ausf.ührungs*- beispielen näher beschrieben?The invention is described in more detail below with reference to three Ausf.ührungs * - examples?
Zur trockenen Entschwefelung der Rauchgase werden dem Brennstoff eine Elektrofilterasche (Absorptionsmittel 1), eine aufgemahlene Elektrofilterasche (Absorptionsmittel 2) und eine gemahlene und mit Wasser versetzte Elektrofilterasche (Absorptionsmittel 3) zugesetzt. Die Ergebnisse sind in der tabelle dargestellt*For dry desulphurisation of the flue gases, an electrostatic precipitator ash (absorbent 1), a ground electrostatic precipitator ash (absorbent 2) and a ground and water-mixed electro-filter ash (absorbent 3) are added to the fuel. The results are shown in the table *
Der Wiedereinsatz der nach der trockenen Entschwefelung abgeschiedenen Feststoffe als Absorptionsmittel führt zu einemThe reuse of the deposited after the dry desulfurization solids as an absorbent results in a
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Entschwefelungsgrad von 53,6 %, Die Absorptionseigenschaf" ten der Filterasche werden bereits bei 2 tigern Zusatz zum Brennstoff um ca. 12 % durch eine Mahlungs um ca» 20 % durch Kombination von Mahlung und Behandlung mit Wasser, gesteigert· Hierdurch wird die Ausnutzung des jungfräulichen AbaorptiohsmittelB erheblich gesteigert.Desulphurisation degree of 53.6 %, The absorption properties of the filter ash are increased by approx. 12% already by 2% addition to the fuel by a grinding s by approx. 20 % by combination of grinding and treatment with water of virgin AbaorptiohsmittelB significantly increased.
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